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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Luftbefeuchter nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Derartige Luftbefeuchter werden als externes Gerät oder als
integrales Bauteil in erster Linie im Zusammenhang mit einem CPAP-Beatmungsgerät zur medizinischen
Therapie der obstruktiven Schlafapnoe eingesetzt.
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Die
obstruktive Schlafapnoe ist eine behandlungsbedürftige Schlafstörung, die
auf eine Erschlaffung des Rachengewebes im Schlaf zurückzuführen ist.
Durch die Muskelerschlaffung ins Schlaf kollabiere das Rachengewebe
und versperrt die oberen Atemwege. Bis zu mehreren hundert Atemstillständen in
jeder Nacht stören
den normalen Schlafrhythmus und führen unmittelbar zu erhöhter Tagesmüdigkeit,
verbunden mit einem starken Leistungsabfall. Bei längerem Bestehen
endet die Krankheit untherapiert meist mit ernsthaften Herz- und
Kreislauferkrankungen und häufiger
Todesfolge.
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Zur
Behandlung der obstruktiven Schlafapnoe werden CPAP-Geräte verwendet,
die eine künstliche
Atematmosphäre
erzeugen. Indem die künstliche
Atematmosphäre
gegenüber
der natürlichen
Atmosphäre
mit einem höherem
Relativdruck bereitgestellt wird, hält sie die Atemwege offen und
der Patient kann unter Einsatz seiner natürlichen Spontanatmung wieder
frei atmen.
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Ein
CPAP-Beatmungsgerät
besitzt ein Gebläse
und einen Druckanschluss für
einen Patienten. Ein Atemschlauch und eine Gesichtsmaske, die der Patient
während
der Therapie ständig
tragen muss, dienen der Zuführung
der Therapieluft zum Patienten. Da sich die Luft beim Passieren
des Gebläses erwärmt und
in Folge dessen den Schleimhäuten Wasser
entzieht, wird zur vorbeugenden Therapie von Schleimhautentzündungen
ein Luftbefeuchter eingesetzt. Dieser Luftbefeuchter wird entweder
als ein externes oder als ein integriertes Gerät in den Luftkanal zwischen
dem Gebläse
und dem Patienten eingebunden und in der Regel mit einer Heizung
ausgestattet, um den Wasserverdunstungseffekt zu erhöhen und
um zu verhindern, dass die angefeuchtete Atemluft infolge der Verdunstungskälte klamm
wird.
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Ein
solches Beatmungsgerät
mit einem Luftbefeuchter ist beispielsweise in der
US 4.941.469 beschrieben. Der hier
gezeigte Luftbefeuchter besteht aus einem geschlossenen, mit Wasser
befüllten
Behälter,
der oberhalb des Wasserspiegels einen Verdampfungsraum ausbildet.
Im Deckel des Behälters befinden
sich ein erster Anschlussstutzen, der den Verdampfungsraum mit dem
Gebläse
verbindet, und ein zweiter Anschlussstutzen, der die Verbindung zwischen
dem Verdampfungsraum und der Gesichtsmaske des Patienten herstellt.
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In
der
DE-PS 719 077 wird
ein weiteres Beatmungsgerät
vorgestellt, das in erster Linie zur Versorgung der Atemwege mit
gekühlter
Luft ausgelegt ist. Das Beatmungsgerät besitzt aber obendrein einen
Warmwasserbehälter,
mit dem die einzuatmende Luft angefeuchtet wird. Dieses Beatmungsgerät besteht
aus einen Behälter
mit einer abdeckenden Glocke, die beide einen mit Wasser gefüllten Wasserraum
und einen Verdunstungsraum ausbilden. In den Verdunstungsraum mm
ragen ein mit einem Gebläse verbundener
Eingangsstutzen und ein zum Patienten führender Ausgangsstützen.
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Beide
Luftbefeuchter haben einen wesentlichen Nachteil. So läuft immer
dann, wenn das Beatmungsgerät
mit dem Luftbefeuchter nicht in der ihm angestammten aufrechten
Stellung steht, und das geschieht in der Regel auf dem Transport,
Wasser aus dem Wasserbehälter über den
Anschlussstutzen und den Luftkanal in das Gebläse. Dadurch wird das CPAP-Beatmungsgerät beschädigt und
funktionsuntüchtig.
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Aus
der
EP 0 376 584 A2 ist
nun ein solcher Luftbefeuchter bekannt, der diesen Nachteil nicht
hat und der dazu zwischen der Verdunstungskammer und den beiden
Anschlussstutzen eine Membran besitzt, die aus einem Hydrophobic-Material
besteht. Diese Membran hält
Wasser zurück
und lässt
Wasserdampf hindurchtreten. Diese Membran hat aber mehrere Nachteile.
So setzt die Membran dem durchströmenden Wasserdampf einen erheblichen Widerstand
entgegen, der den Innenwiderstand des Atemtherapiegerätes erhöht. Dieser
erhöhte
Innenwiderstand muss von der Atemmuskulatur des Patienten überwunden
werden, was den Patienten in unvertretbarer Weise belastet. Obendrein
setzt sich die Membran auf Grund von Verunreinigungen im Wasser
mit zunehmender Betriebsdauer immer stärker zu, wodurch der Innenwiderstand
des Atemtherapiegerätes
weiter steigt. Diese Membran ist aber auch aus hygienischer Sicht
abzulehnen, da sich an der Membran auch Bakterien sammeln oder entwickeln, die
dann in den Atemweg des Patienten gelangen können. Die Membran ist daher
häufig
zu reinigen oder auszutauschen. Außerdem erfordert die Verwendung
dieser Membran einen zusätzlichen
fertigungstechnischen Aufwand, der das Gerät unvertretbar verteuert.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemäßen Luftbefeuchter
zu entwickeln, der ein widerstandsarmes Vermischen des Luftstromes
mit dem Wasserdampf ermöglicht und
dennoch ein Zurücklaufen
des Wasser zum Gebläse
verhindert.
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Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
gelöst.
Weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 bis 4. Der neue Luftbefeuchter beseitigt die genannten Nachteile
des Standes der Technik. So ist es nicht mehr möglich, dass Wasser in das Gebläse des Beatmungsgerätes zurückläuft und
es beschädigt
oder zerstört.
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Es
ist auch zweckmäßig, den
Ausgangsstutzen mit seiner Pegelkante bis in das Innere hineinzuführen. Dadurch
wird verhindert, dass zumindest in einigen Stellungen Wasser aus
dem Ausgangsstutzen herausläuft
und auf den Boden fließt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn der Eingangsstutzen eine vordere Prallplatte und eine
seitliche Austrittsöffnung
besitzt. Mit dieser Prallplatte wird die Strömungsgeschwindigkeit des vom
Gebläse
gelieferten Luftstromes bei nicht angeschlossenem Patienten gebremst
und damit verhindert, dass das Wasser stark aufgewühlt und
herausgetrieben wird.
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Von
besonderem Vorteil ist, wenn der Eingangsstutzen und der Ausgangsstutzen
auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind und eine gemeinsame
Prallplatte besitzen. Dadurch kann weder zum Gebläse noch
zum Patienten Wasser ausfließen.
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Es
ist auch zweckmäßig, wenn
sich die Austrittsöffnung
des Eingangsstutzens im wassernahen Bereich und die Eintrittsöffnung des
Ausgangsstutzens im Kuppelbereich des Gehäusedeckels befinden und der
Gehäusedeckel
kuppelartig ausgebildet ist, damit sich ein natürlicher und weitestgehend zwangsfreier
Strömungspfad
innerhalb des Verdunstungsraumes ergibt. Das erhöht den Wirkungsgrad der Luftbefeuchtung.
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Die
Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
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1:
ein vereinfacht dargestelltes Beatmungsgerät mit einem erfindungsgemäßen Luftbefeuchter
im Schnitt,
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2:
den Luftbefeuchter in einer ersten Ausführungsform im Seitenschnitt,
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3:
den Luftbefeuchter in der ersten Ausführungsform im Frontschnitt,
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4:
den Luftbefeuchter in einer zweiten Ausführungsform im Seitenschnitt,
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5:
den Luftbefeuchter in einer dritten Ausführungsform im Seitenschnitt
und
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6:
den Luftbefeuchter in der dritten Ausführung im Frontschnitt.
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Die 1 zeigt
ein Beatmungsgerät 1,
das ein nicht dargestelltes Gebläse
und ebenfalls nicht dargestellte Betriebseinrichtungen und einen Luftaustrittsstutzen 2 enthält. Dieses
Beatmungsgerät 1 ist
mit einem Luftbefeuchter 3 integral verbunden. Der Luftbefeuchter 3 besteht
aus einem becherartigen Gehäuse 4,
das mit einem kuppelartigen Gehäusedeckel 5 dichtend
verschlossen ist. Im Gehäusedeckel 5 befindet
sich ein Eingangsstutzen 6, der radial aus dem Gehäusedeckel 5 herausgeführt ist und
der über
einen Gebläsekanal 7 mit
dem Luftaustrittsstutzen 2 des Beatmungsgerätes 1 verbunden ist.
Der Gehäusedeckel 5 besitzt
gegenüberliegend zum
Eingangsstutzen 6 einen radialen Ausgangsstutzen 9,
der über
einen nicht dargestellten Atemschlauch mit der Gesichtsmaske des
Patienten verbunden ist.
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Das
Gehäuse 4 des
Luftbefeuchters 3 ist weiterhin mit einer Kupplungseinrichtung 10 ausgestattet,
die eine eingerastete und lösbare
Verbindung zum Gehäuse
des Beatmungsgerätes 1 herstellt.
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Das
Gehäuse 4 des
Luftbefeuchters 3 besitzt weiterhin für alle dargestellten Ausführungen
einen Sockel 11, an dem Kontaktstifte 8 für den elektrischen
Anschluss einer ebenfalls im Sockel 11 untergebrachten
Heizeinrichtung 12 angebracht sind, wobei die Heizeinrichtung 12 die
Wärme durch
den Boden des Gehäuses 4 überträgt. In normaler
Betriebslage bilden sich im Inneren des Luftbefeuchters 3 ein im
Gehäuse 4 befindlicher
Wasserraum 13 und ein darüber liegender und sich bis
in die Kuppel des Gehäusedeckels 5 erstreckender
Verdunstungsraum 14 aus, wobei der Verdunstungsraum 14 den
Eingangsstutzen 6 für
das Beatmungsgerät 1 und
den Ausgangsstutzen 9 für
den Patienten in besonderer Weise miteinander verbindet.
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Dazu
ist nach den 1 und 4 der Eingangsstutzen 6 des
Beatmungsgerätes 1 rohrartig bis
in das Innere des Verdunstungsraumes 14 fortgeführt. Am
offenen und innenliegenden Ende des Eingangsstutzens 6 ist
eine umlaufende Pegelkante 17 ausgebildet. Diese Pegelkante 17 hat
durch ihre mittige Anordnung und durch ihre lotgerechte Entfernung
zu jedem Punkt der Innenfläche
des Wasserraumes 13 eine definierte Lage. Diese lotgerechte Entfernung
ist je nach der Lage des Luftbefeuchters 3 unterschiedlich
und ist in jeder Lage des Luftbefeuchters 3 größer als
die volumenabhängige
Höhe des
Wasserstandes im Wasserraum 13 in einer beliebigen Lage
des Luftbefeuchters 3.
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Gemäß der 2 besitzt
der Eingangsstutzen 6 an seinem innenliegenden Ende einen
Verschluss in Form einer Prallplatte 15. Der Eingangsstutzen 6 ist
in diesem Bereich weiterhin mit einer zur Achse des Eingangsstutzens 6 senkrecht
ausgerichteten Austrittsöffnung 16 ausgestattet,
die auf der zur Bodenfläche
des Wasserraumes 13 zeigenden Unterseite angeordnet ist
und die nach innen gerichtet von der Prallplatte 15 und
die nach außen
gerichtet von der Pegelkante 17 begrenzt ist.
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Der
Ausgangsstutzen 9 ist je nach der Ausführungsform unterschiedlich
angeordnet und ausgebildet. So befindet sich der Ausgangsstutzen 9 für den Patienten
in der ersten Ausführungsform
gemäß den 2 und 3 im
obersten Bereich des Verdunstungsraumes 14.
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Dabei
endet der Ausgangsstutzen 9 auf seiner Innenseite am Gehäusedeckel 5,
wodurch sich dort eine Pegelkante 18 ausbildet.
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In
einer zweiten Ausführungsform
nach den 1 und 4 befindet
sich der Ausgangsstutzen 9 des Patienten ebenfalls im obersten
Bereich des Verdunstungsraumes 14, ist aber im Gegensatz
zur ersten Ausführungsform
rohrartig bis in das Innere des Verdunstungsraumes 14 fortgeführt. An
seinem inneren Ende ist der Ausgangsstutzen 9 offen ausgeführt. Damit
bildet sich auch hier eine Pegelkante 18 aus, die in ihrer
Lage durch eine lotgerechte Entfernung zu jedem Punkt der Innenfläche des
Wasserraumes 13 definiert ist. Diese Pegelkante 18 des Ausgangsstutzens 9 erfüllt alle
Bedingungen wie die Pegelkante 17 des Eingangsstutzens 6 des
Beatmungsgerätes 1.
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In
einer dritten Ausführungsform
gemäß der 5 und 6 befindet
sich der Ausgangsstutzen 9 für den Patienten im wassernahen
Bereich des Verdunstungsraumes 14 auf einer gemeinsamen
Achse mit dem Eingangsstutzen 6 des Beatmungsgerätes 1.
Dabei stoßen
der Eingangsstutzen 6 und der Ausgangsstutzen 9 stirnseitig
aneinander und sind dort durch eine gemeinsame Prallplatte 19 voneinander getrennt.
Der Eingangsstutzen 6 hat in Übereinstimmung zur ersten Ausführungsform
eine zur Achse des Eingangsstutzens 6 senkrecht ausgerichtete Austrittsöffnung 16,
die zur Bodenfläche
des Gehäuses 4 zeigt
und der Ausgangsstutzen 9 besitzt eine gleichartige Eintrittsöffnung 20,
die ebenfalls zur Bodenfläche
des Gehäuses 4 ausgerichtet
ist. Damit sind sowohl der Eingangsstutzen 6 mit der Pegelkante 17 und
der Ausgangsstutzen 9 mit der Pegelkante 18 ausgestattet.
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Im
betriebsbereiten Zustand des Luftbefeuchters 3 in der ersten
Ausführungsform
gemäß der 2 und 3 steht
der Luftbefeuchter 3 in aufrechter Stellung auf seinem
Sockel 11. Das Gehäuse 4 des
Luftbefeuchters 3 ist mit einer Wassermenge gefüllt, die
sich aus dem Verdunstungsbedarf ergibt. Daraus ergibt sich eine
bestimmte Wasserhöhe,
die unterhalb der Austrittsöffnung 16 des
Eingangsstutzens 6 liegt. Während des Betriebes strömt die vom
Gebläse
des Beatmungsgerätes 1 geförderte Druckluft
durch den Eingangsstutzen 6 gegen die Prallplatte 15,
wo sie in Richtung zur Oberfläche
der Wassermenge umgelenkt wird. Beim Eintritt in den Verdunstungsraum 14 vermischt
sich die Trockene Druckluft des Gebläses mit dem Wasserdampf und steigt
innerhalb des Verdunstungsraumes 14 auf, wobei sie zum
Ausgangsstutzen 9 hingeführt werden. Von dort gelangt
die angefeuchtete und angewärmte Luft
zum Patienten.
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Wenn
das Beatmungsgerät 1 mit
dem angeschlossenen Luftbefeuchter 3 in der ersten Ausführungsform
außer
Betrieb ist, aber einen gefüllten
Behälter 4 hat,
und das Gerät
wird beispielsweise während
eines Transportes in verschiedene andere Lagen gebracht, dann verlagern
sich naturgemäß auch die
Positionen des Wasserraumes 13 und des Verdunstungsraumes 14.
Dabei ist in jedem Fall gesichert, dass sich der in jeder Seitenkipplage
neu ergehende Wasserspiegel der Wasserfüllung lotgerecht unterhalb
der Pegelkante 17 einstellt. Somit kann kein Wasser in
den Eingangsstutzen 6 gelangen.
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In
allen Stellungen, in denen der Ausgangsstutzen 9 lotgerecht
höher als
der Eingangsstutzens 6 liegt, läuft auch kein Wasser in den
Ausgangsstutzen 9. In allen anderen Stellungen läuft Wasser
in den Ausgangsstutzen 9, weil der Ausgangsstutzen 9 nicht
in den Verdunstungsraum 14 hineinragt. Das Auslaufen von
Wasser in den Ausgangsstutzen 6 ist zwar für die Funktion
des Beatmungsgerätes 1 schadlos,
aber für
den Patienten unangenehm.
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Wird
das Beatmungsgerät 1 mit
dem Luftbefeuchter 3 in der zweiten Ausführungsform
gemäß der 4 so
transportiert, dass der Ausgangsstutzen 9 unterhalb des
Eingangsstutzens 6 liegt, dann läuft Wasser nur dann aus, wenn
die Pegelkante 18 am offenen Rohrende des Ausgangsstutzens 9 unterhalb des
aktuellen Wasserspiegels liegt und das wird zum Beispiel dann sein,
wenn der Luftbefeuchter 3 auf dem Kopf steht.
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Wird
das Beatmungsgerät 1 mit
dem Luftbefeuchter 3 in der dritten Ausführungsform
gemäß der 5 und 6 transportiert,
dann lauft in keiner Stellung Wasser weder in den Eingangsstutzen 6 noch
in den Ausgangsstutzen 9, weil sich sowohl die Pegelkante 17 des
Eingangsstutzens 6 als auch die Pegelkante 18 des
Ausgangsstutzens 9 jeweils immer oberhalb des aktuellen
Wasserspiegels befinden.
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- 1
- Beatmungsgerät
- 2
- Luftaustrittsstutzen
- 3
- Luftbefeuchter
- 4
- Gehäuse
- 5
- Gehäusedeckel
- 6
- Eingangsstutzen
- 7
- Gebläsekanal
- 8
- Kontaktstifte
- 9
- Ausgangsstutzen
- 10
- Kupplungseinrichtung
- 11
- Sockel
- 12
- Heizeinrichtung
- 13
- Wasserraum
- 14
- Verdunstungsraum
- 15
- Prallplatte
- 16
- radiale
Austrittsöffnung
- 17
- Pegelkante
des Eingangsstutzens
- 18
- Pegelkante
des Ausgangsstutzens
- 19
- doppelte
Prallplatte
- 20
- radiale
Eintrittsöffnung